## Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Lại Giang, tỉnh Bình Định, có diện tích khoảng 1.466 km² với độ cao trung bình 300 m và độ dốc bình quân 14%. Đây là lưu vực quan trọng với hai nhánh chính là sông An Lão và sông Kim Sơn, có chiều dài lần lượt 85 km và 64 km. Trong giai đoạn 2010-2019, lưu vực này đã trải qua nhiều biến động về lớp phủ thực vật do tác động của phát triển kinh tế - xã hội, đô thị hóa và khai thác tài nguyên. Những biến động này ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy mặt, đặc biệt là trong mùa mưa và mùa khô, gây ra các hiện tượng như lũ lụt, xói mòn đất và thay đổi cân bằng nước.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của biến động lớp phủ thực vật đến dòng chảy mặt lưu vực sông Lại Giang trong giai đoạn 2010-2019, từ đó đề xuất các giải pháp sử dụng đất hợp lý nhằm giảm thiểu thiệt hại do biến động dòng chảy mùa lũ. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào toàn bộ lưu vực sông Lại Giang, sử dụng dữ liệu viễn thám Landsat TM và Landsat 8, số liệu thủy văn, khí tượng và điều kiện kinh tế - xã hội của địa phương.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc hoàn thiện cơ sở lý luận về tác động của lớp phủ thực vật đến dòng chảy lưu vực, đồng thời ứng dụng các công nghệ hiện đại như GIS, viễn thám và mô hình thủy văn HEC-HMS để mô phỏng dòng chảy. Về thực tiễn, kết quả nghiên cứu hỗ trợ công tác quy hoạch sử dụng đất và quản lý tài nguyên nước, góp phần phát triển bền vững lưu vực sông Lại Giang.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

- **Lý thuyết lớp phủ mặt đất (Land Cover):** Được định nghĩa là các đối tượng vật chất quan sát được trên bề mặt đất, bao gồm thực vật tự nhiên, canh tác, công trình nhân tạo, nước và băng đá. Phân loại lớp phủ dựa trên hệ thống phân cấp phù hợp với điều kiện Việt Nam, bao gồm các loại rừng (rừng nguyên sinh, rừng trồng, rừng thứ sinh), đất nông nghiệp, đất đô thị, đất trống, đất ướt, v.v.

- **Lý thuyết dòng chảy lưu vực sông:** Lưu vực sông được giới hạn bởi đường phân thủy, gồm các vùng thượng lưu, trung lưu và hạ lưu với đặc điểm địa hình và thủy văn khác nhau. Dòng chảy mặt chịu ảnh hưởng bởi lượng mưa, độ dốc, lớp phủ thực vật và hoạt động con người.

- **Mô hình cân bằng nước:** Phương trình cân bằng nước tổng quát thể hiện sự cân bằng giữa lượng nước vào và ra lưu vực, bao gồm lượng mưa, bốc hơi, dòng chảy mặt và ngầm, cùng sự thay đổi trữ lượng nước trong lưu vực.

- **Vai trò của lớp phủ thực vật:** Lớp phủ thực vật, đặc biệt là rừng, có vai trò điều hòa dòng chảy bằng cách giữ lại nước mưa, giảm dòng chảy bề mặt, tăng dòng chảy ngầm, ngăn ngừa xói mòn đất và bảo vệ bờ sông.

- **Mô hình thủy văn HEC-HMS:** Phần mềm mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy, sử dụng các phương pháp tính toán tổn thất dòng chảy (phương pháp CN), mô phỏng dòng chảy mặt và phân tích các kịch bản biến động lớp phủ.

### Phương pháp nghiên cứu

- **Nguồn dữ liệu:** Sử dụng ảnh viễn thám Landsat TM và Landsat 8 của các năm 2010, 2015 và 2019 để phân loại và xây dựng bản đồ lớp phủ thực vật. Dữ liệu thủy văn, khí tượng, địa hình (DEM độ phân giải 12,5m), thổ nhưỡng và số liệu mặt cắt ngang lòng sông được thu thập từ các cơ quan chức năng tỉnh Bình Định.

- **Phương pháp phân tích:** Áp dụng kỹ thuật phân loại ảnh viễn thám kết hợp điều tra thực địa để xác định hiện trạng lớp phủ. Sử dụng GIS để xây dựng bản đồ lớp phủ và bản đồ biến động lớp phủ trong giai đoạn 2010-2019. Tính toán hệ số CN dựa trên phân loại đất và lớp phủ để xác định tổn thất dòng chảy.

- **Mô hình hóa dòng chảy:** Sử dụng mô hình HEC-HMS để mô phỏng dòng chảy mặt theo các kịch bản lớp phủ khác nhau, đánh giá ảnh hưởng của biến động lớp phủ đến lưu lượng dòng chảy trong mùa mưa và mùa khô.

- **Timeline nghiên cứu:** Thu thập và xử lý dữ liệu từ năm 2010 đến 2019, phân tích biến động lớp phủ và dòng chảy theo từng giai đoạn 2010-2015, 2015-2019 và tổng hợp giai đoạn 2010-2019.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

- **Biến động lớp phủ thực vật:** Diện tích rừng trong lưu vực sông Lại Giang giảm khoảng 8% trong giai đoạn 2010-2019, chủ yếu do phá rừng và chuyển đổi sang đất nông nghiệp, đất đô thị. Rừng nguyên sinh và rừng giàu giảm mạnh, trong khi diện tích rừng trồng và đất trống tăng lên.

- **Ảnh hưởng đến dòng chảy mặt:** Lưu lượng dòng chảy trung bình năm tăng khoảng 12% trong giai đoạn 2010-2019, đặc biệt lưu lượng dòng chảy mùa mưa tăng mạnh do giảm diện tích rừng và tăng diện tích đất trống, làm giảm khả năng giữ nước và tăng dòng chảy bề mặt.

- **Mô phỏng dòng chảy theo kịch bản lớp phủ:** Kết quả mô phỏng cho thấy lưu lượng dòng chảy theo kịch bản lớp phủ năm 2019 cao hơn 15% so với kịch bản năm 2010, đặc biệt trong các tháng mưa lớn. Lưu lượng dòng chảy nhỏ nhất trong mùa khô giảm nhẹ do giảm khả năng giữ nước của rừng.

- **Tác động của đô thị hóa:** Vùng hạ lưu lưu vực có sự gia tăng diện tích đất đô thị và công trình thủy lợi, làm giảm khả năng thấm nước và tăng nguy cơ ngập úng khi mưa lớn.

### Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của biến động dòng chảy là sự thay đổi lớp phủ thực vật, đặc biệt là giảm diện tích rừng nguyên sinh và rừng giàu, làm giảm khả năng giữ nước và tăng dòng chảy bề mặt. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trên thế giới và trong nước, cho thấy vai trò quan trọng của rừng trong điều hòa dòng chảy và giảm thiểu lũ lụt.

Mô hình HEC-HMS đã chứng minh hiệu quả trong việc mô phỏng dòng chảy lưu vực nhỏ và vừa, giúp đánh giá tác động của biến động lớp phủ một cách định lượng. Dữ liệu viễn thám và GIS cung cấp thông tin chính xác về biến động lớp phủ, hỗ trợ phân tích không gian và thời gian.

Kết quả nghiên cứu có thể được trình bày qua các biểu đồ biến động diện tích lớp phủ, lưu lượng dòng chảy theo tháng và năm, cũng như bản đồ phân bố lớp phủ và biến động dòng chảy, giúp minh họa rõ nét mối quan hệ giữa lớp phủ và dòng chảy.

## Đề xuất và khuyến nghị

- **Tăng cường bảo vệ và phục hồi rừng:** Thực hiện các chương trình trồng rừng, phục hồi rừng nguyên sinh và rừng giàu tại vùng thượng lưu trong vòng 5 năm tới nhằm tăng khả năng giữ nước và điều hòa dòng chảy.

- **Quản lý sử dụng đất hợp lý:** Áp dụng quy hoạch sử dụng đất bền vững, hạn chế chuyển đổi rừng sang đất nông nghiệp và đô thị, đặc biệt tại vùng đầu nguồn và vùng đệm, nhằm giảm thiểu biến động dòng chảy.

- **Phát triển hệ thống công trình thủy lợi và thoát nước:** Xây dựng và nâng cấp các công trình thủy lợi, hồ chứa nước và hệ thống thoát nước tại vùng hạ lưu để điều tiết dòng chảy, giảm thiểu ngập úng trong mùa mưa.

- **Ứng dụng công nghệ GIS và mô hình thủy văn:** Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS và mô hình thủy văn trong quản lý tài nguyên nước và đất, hỗ trợ ra quyết định chính xác và kịp thời.

- **Tuyên truyền và nâng cao nhận thức cộng đồng:** Tổ chức các chương trình giáo dục, tuyên truyền về vai trò của rừng và lớp phủ thực vật trong bảo vệ nguồn nước, khuyến khích cộng đồng tham gia bảo vệ môi trường.

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

- **Nhà quản lý tài nguyên và môi trường:** Hỗ trợ xây dựng chính sách quản lý đất đai, rừng và nước mặt dựa trên cơ sở khoa học về tác động biến động lớp phủ đến dòng chảy.

- **Các nhà nghiên cứu địa lý tự nhiên và thủy văn:** Cung cấp dữ liệu, phương pháp và kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS và mô hình thủy văn trong phân tích biến động lưu vực.

- **Cơ quan quy hoạch và phát triển đô thị:** Tham khảo để xây dựng quy hoạch sử dụng đất hợp lý, giảm thiểu tác động tiêu cực của đô thị hóa đến dòng chảy và ngập úng.

- **Cộng đồng và tổ chức bảo vệ môi trường:** Nâng cao nhận thức về vai trò của lớp phủ thực vật trong bảo vệ nguồn nước và phòng chống thiên tai, từ đó tham gia tích cực vào các hoạt động bảo vệ rừng và môi trường.

## Câu hỏi thường gặp

1. **Biến động lớp phủ thực vật ảnh hưởng thế nào đến dòng chảy lưu vực sông?**  
Biến động lớp phủ, đặc biệt là giảm diện tích rừng, làm giảm khả năng giữ nước, tăng dòng chảy bề mặt và nguy cơ lũ lụt. Ví dụ, giảm 8% diện tích rừng đã làm tăng lưu lượng dòng chảy trung bình năm khoảng 12%.

2. **Phương pháp nào được sử dụng để phân tích biến động lớp phủ?**  
Ảnh viễn thám Landsat kết hợp với GIS được sử dụng để phân loại và xây dựng bản đồ lớp phủ, xác định biến động trong giai đoạn 2010-2019.

3. **Mô hình HEC-HMS có vai trò gì trong nghiên cứu?**  
HEC-HMS mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy, giúp đánh giá tác động của biến động lớp phủ đến lưu lượng dòng chảy mặt theo các kịch bản khác nhau.

4. **Tại sao cần bảo vệ rừng trong lưu vực sông?**  
Rừng giữ vai trò điều hòa dòng chảy, giảm dòng chảy bề mặt, tăng dòng chảy ngầm, ngăn ngừa xói mòn đất và bảo vệ bờ sông, góp phần giảm thiểu lũ lụt và duy trì cân bằng sinh thái.

5. **Giải pháp nào hiệu quả để giảm thiểu tác động tiêu cực của biến động lớp phủ?**  
Phục hồi rừng, quản lý sử dụng đất hợp lý, phát triển công trình thủy lợi, ứng dụng công nghệ GIS và mô hình thủy văn, cùng nâng cao nhận thức cộng đồng là các giải pháp hiệu quả.

## Kết luận

- Đã xác định được biến động lớp phủ thực vật trong lưu vực sông Lại Giang giai đoạn 2010-2019 với giảm khoảng 8% diện tích rừng, ảnh hưởng rõ rệt đến dòng chảy mặt.  
- Mô hình HEC-HMS kết hợp dữ liệu viễn thám và GIS cho phép mô phỏng chính xác tác động của biến động lớp phủ đến lưu lượng dòng chảy.  
- Kết quả nghiên cứu góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận và phương pháp đánh giá tác động lớp phủ đến dòng chảy lưu vực sông.  
- Đề xuất các giải pháp bảo vệ rừng, quản lý sử dụng đất và phát triển công trình thủy lợi nhằm giảm thiểu thiệt hại do biến động dòng chảy.  
- Khuyến nghị tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và ứng dụng công nghệ mới để nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên nước và đất trong lưu vực.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời áp dụng mô hình và công nghệ nghiên cứu vào công tác quản lý lưu vực sông Lại Giang nhằm phát triển bền vững tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường.